2019高中物理 第三章 研究物体间的相互作用 3.1 探究形变与弹力的关系课件 粤教版必修1.ppt

第一节探究形变与弹力的关系,目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,二,三,一,四,一、认识形变1.物体形状发生变化称为形变.形变可分为拉伸形变、压缩形变、弯曲形变和扭曲形变等.2.显示微小形变的方法有多种,常用的有机械放大法、光学放大法等.,弹簧和橡皮筋发生形变时有什么区别?提示:橡皮筋只能发生拉伸形变,弹簧既能发生拉伸形变,也能发生压缩形变.,目标导航,二,三,一,四,预习导引,二、弹性与弹性限度1.弹簧具有恢复原状的性质称为弹性.2.任何物体受到外力作用后都会产生形变,撤去外力后,物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变.3.物体发生弹性形变的最大形变量叫做弹性限度.,奥运会上进行的蹦床项目比赛中,所用蹦床发生的是什么形变?提示:弹性形变.,目标导航,二,三,一,四,预习导引,三、探究弹力1.弹力的概念:发生形变的物体由于要恢复原状,就会对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力.2.弹力的方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反,与施力物体要恢复原状的方向相同.绳子对物体的拉力(即绳子产生的弹力)方向总是指向绳子收缩的方向;压力的方向垂直于接触面指向被压的物体;支持力的方向垂直于接触面指向被支持的物体.3.弹力的大小胡克定律:在弹性限度内,弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比.其表达式为F=kx,比例系数k叫做弹簧的劲度系数,单位:N/m;x为弹簧的形变量,单位:m.,目标导航,二,三,一,四,预习导引,若把两个弹簧串接起来作为一个弹簧使用,其劲度系数会变大还是变小?提示:串接的弹簧在受到相同的拉力时,伸长量等于两个弹簧伸长之和,因此劲度系数变小了.,目标导航,二,一,三,四,预习导引,四、力的图示1.力的示意图:用一条带箭头的线段表示力.箭头指向力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.2.力的图示:用线段的长度表示力的大小,箭头指向力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.,知识精要,迁移应用,一,二,典题例解,一、如何判断弹力的存在1.弹力产生的原因弹力产生的条件是物体接触且有形变.我们分析和判断物体所受的弹力,首先要看物体跟哪几个物体有接触,只有和这个物体直接接触的物体才有可能给它以弹力的作用;然后看和这个物体接触的那些物体有没有发生形变,只有发生形变的物体才能产生弹力.,三,知识精要,一,二,2.弹力有无的判断方法(1)直接法:对于形变比较明显的情况,可以根据弹力产生的条件判断:物体间相互接触;发生弹性形变.两个条件必须同时满足才有弹力产生.(2)假设法:接触的地方不一定有形变,也就不一定有弹力.由于有些形变不容易看出,可以用“假设法”来判断弹力的有无,即假设凡是跟物体接触的地方都有弹力,看物体能否在原位置保持原状态,或假设去掉这些接触物,看物体能否在原位置保持原状态.,三,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,迁移应用,典题例解,三,【例1】(多选)如图所示的四个图中球和接触面间均存在弹力的是(),思路分析:对此类问题可采用假设法.假设其他物体有弹力,看该物体是否保持原状态,也可以假设不受弹力作用,看该物体是否能保持原状态.,一,二,知识精要,迁移应用,典题例解,三,解析:选项A中由于球受到重力,与a面一定有挤压,但与b面不产生挤压(如果与b面挤压,则球不会静止),A项错误;选项B中若撤去a面或b面,球均不能静止,故球与a、b面均产生挤压,B项正确;选项C中球与面间不挤压,如果挤压,弹力方向垂直于斜面,则球不会处于图中竖直位置,必使绳偏离竖直方向,故C项错误,D项正确.答案:BD,一,二,知识精要,三,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,迁移应用,典题例解,三,(多选)如图所示,a的质量是2kg,b的质量是1kg.设接触面是光滑的,a和b都静止不动,其中a受两个或两个以上弹力的有(),答案:CD解析:图A、B中物体a和b尽管接触,但两者并不挤压,所以a和b之间不产生弹力,a受的弹力只有地面的支持力;图C中a受到地面的支持力和b的压力两个弹力的作用;图D中因为b的质量小于a的质量,因此a受到地面的支持力和绳子的拉力两个弹力的作用.,一,二,知识精要,二、弹力方向的判断,弹力的方向一般总是跟引起物体形变的外力方向相反、跟物体形变的方向相反.常见的几种弹力方向如下表所示:,三,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,三,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,三,迁移应用,典题例解,【例2】在半球形光滑碗内斜放一根筷子,如图所示,筷子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为()A.均竖直向上B.均指向球心OC.A点处指向球心O,B点处竖直向上D.A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上,一,二,知识精要,三,思路分析：分清弹力产生的类型,然后根据接触方式判断弹力的方向.解析:碗对筷子A、B两点处的作用力属于弹力,而接触处的弹力总是垂直于接触面,因而寻找接触面便成为确定弹力方向的关键.在A点处的接触面是球面在该点的切面,此处的弹力与切面垂直,即指向球心O.在B点处的接触面与筷子平行,此处的弹力垂直于筷子斜向上,正确选项为D.答案:D,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,三,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30的斜面上,杆的另一端固定一个重力为2N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力()A.大小为2N,方向平行于斜面向上B.大小为1N,方向平行于斜面向上C.大小为2N,方向垂直于斜面向上D.大小为2N,方向竖直向上答案:D解析:小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态,由二力平衡知识可知,杆对小球的弹力与重力等大、反向,故选D.,三,迁移应用,典题例解,一,三,知识精要,二,迁移应用,典题例解,三、弹力大小的计算1.弹簧的弹力(1)应用胡克定律F=kx求解.其中x为弹簧的形变量(可能为伸长量l-l0,也可能为缩短量l0-l),k为弹簧的劲度系数.(2)弹力与弹簧伸长量的关系可用F-x图象表示,如图所示,图线的斜率即为弹簧的劲度系数.,2.除弹簧这样的弹性体之外的弹力大小的计算,一般要借助分析物体受到的其他力及物体的运动状态求解.,一,三,知识精要,二,迁移应用,典题例解,【例3】一根轻弹簧在弹性限度内,由原长伸长到9.0cm时,产生的弹力为36N;若将该弹簧压缩到4.0cm,产生的弹力为24N,求该弹簧的劲度系数.思路分析:形变量x=|l-l0|由F=kx求k解析:由F=kx可得F1=k(l1-l0)F2=k(l0-l2)联立两式解得k=1.2103N/m.答案:1.2103N/m,一,三,知识精要,二,迁移应用,典题例解,一,三,知识精要,二,迁移应用,典题例解,原长为16cm的轻质弹簧,当甲、乙两人同时用10